Univerzitet u Nišu

Prirodno-matematički fakultet

Departman za hemiju

Vitamini – nastavni proces

-Master rad-

Mentor: Student:

dr Danijela Kostić, red. prof. Nataša Krstić

U Nišu, 2015.

2

УНИВЕРЗИТЕТ У НИШУ

ПРИРОДНO-MАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ

KLjUČNA DOKUMENTACIJSKA

INFORMACIJA Redni broj, RBR:

Identifikacioni broj, IBR:

Tip dokumentacije, TD: Monografska publikacija

Tip zapisa, TZ: Tekstualni štampani material

Vrsta rada, VR: Master rad

Autor, AU: Nataša Krstić

Mentor, MN: Danijela Kostić

Naslov rada, NR: Vitamini – nastavni proces

Jezik publikacije, JP: Srpski (latinica)

Jezik izvoda, JI: Srpski/Engleski

Zemlja publikovanja, ZP: Republika Srbija

Uţe geografsko područje, UGP: Republika Srbija

Godina, GO: 2015

Izdavač, IZ: Autorski reprint

Mesto i adresa, MA: Niš, Višegradska 33.

Fizički opis rada, FO: 44 strana, 5 poglavlja, 40 grafičkih prikaza, 5 priloga, 13

navoda literature Naučna oblast, NO: Hemija

Naučna disciplina, ND: nastava hemije

Predmetna odrednica/Ključne reči, PO: Vitamini, nastava hemije

UDK 612.015.6 : 371.315

Čuva se, ČU: Biblioteka

Vaţna napomena, VN: /

Izvod, IZ: Analizom nastavnog plana i programa za IV razred gimnazije utvrĎeno je da je

zastupljenost nastavne teme Vitamini manja od 3%. S obzirom na to izvršili smo

prestruktuiranje nastavnog sadrţaja u okviru teme vitamini. Dizajnirali smo

jednostavne nastavne šeme koje su omogućile: upoznavanje sa strukturom i biološkim

značajem vitamina; namirnicama koje su bogate vitaminima; zdravstvenim problemima

koje nastaju usled nedostatka vitamina ; podizanje nivoa zdravstvenog vaspitanja

;povećanje očiglednosti nastave; inoviranje znanja nastavnika i profesora u stručnom i

metodičkom pogledu; poboljšanje znanja učenika iz ove nastavne teme na nivou

razumevanja i povezivanja . Na ovaj način je izvršena aktuelizacija nastavnih sadrţaja i

povezivanje sa realnim ţivotom , kako bi se povećalo interesovanja učenika za

izučavanje hemije.

Datum prihvatanja teme, DP:

Datum odbrane, DO: 30.12.2015.

Članovi komisije,

KO:

Predsednik: Danijela Kostić

Član: Ruţica Nikolić

Član: Dragan ĐorĎrvić

3

UNIVERSITY OF NIS

FACULTY OF SCIENCE AND MATHEMATICS

KEY WORDS DOCUMENTATION

Accession number, ANO: Identification number, INO:

Document type, DT: Monographic publication

Type of record, TR: Textual material, printed

Contents code, CC: Master thesis Author, AU: Nataša Krstid

Mentor, MN: Danijela Kostid

Title, TI: Vitamins – educational process Language of text, LT: Serbian

Language of abstract, LA: Serbian/English

Country of publication, CP: Republic of Serbia Locality of publication, LP: Serbia

Publication year, PY: 2015

Publisher, PB: Author’s reprint

Publication place, PP: Niš, Višegradska 33.

Physical description, PD:

44 pages, 5 chapters, 40 graphs, 5 appendixes , 13 footnotes

Scientific field, SF: Chemistry

Scientific discipline, SD: Chemistry education

Subject/Key words, S/KW: Vitamins, teaching chemistry

UDC 612.015.6 : 371.315

Holding data, HD: Library

Note, N: / Abstract, AB: By analyzing the 4th grade high school’s curriculum it has been found that the

presence of the topic “Vitamins” is less than 3%. Regarding that we’ve performed

restructuring of the content within the topic “Vitamins”. We have designed simple

teaching schemes which allowed: discovering the structure and biological significance of

vitamins, foods that are rich in vitamins, health issues that result from deficiency of

vitamins, level of oral health, increasing obviousness in teaching; updating the knowledge

of teachers and professors in professional and methodical way; improving students'

knowledge of these lecture topics at the level of understanding and linking knowledge. In

this way we promoted the educational content and connected it with real life, in order to

increase students' interest in studying chemistry.

Accepted by the Scientific Board on,

ASB:

Defended on, DE: 30.12.2015

Defended

Board, DB:

Preside

nt:

Danijela Kostid

Membe

r:

Ružica Nikolid

Member

, Mentor:

Dragan Đorđrvid

4

Najiskrenije se zahvaljujem svom mentoru dr Danijeli Kostić na

izboru teme, brojnim stručnim savetima, na izuzetnom strpljenju i vremenu posvećenom mom master radu kao i na ukazanoj pomoći i nizu korisnih

sugestija tokom izrade mog master rada.

Najveću zahvalnost dugujem svojoj porodici na bezgraničnoj

podršci, strpljenju, razumevanju i savetima koje su mi pružili tokom

studiranja.

5

Sadrţaj

Uvod......................................................................................................6

1. Podela vitamina.....................................................................................7

1.1. Liposolubilni vitamini.................................................................8

1.1.1. Vitamin A..............................................................................8

1.1.2. Vitamin D.............................................................................10

1.1.3. Vitamin E.............................................................................12

1.1.4. Vitamin K.............................................................................14

1.2. Hidrosolubilni vitamini..............................................................16

1.2.1. Vitamin C.............................................................................16

1.2.2. Vitamin B1 – tiamin..............................................................18

1.2.3. Vitamin B2 - riboflavin.........................................................20

1.2.4. Vitamin B3 - niacin...............................................................22

1.2.5. Vitamin B5 – pantenonska kiselina.......................................24

1.2.6. Vitamin B6 - piridoksin.........................................................26

1.2.7. Vitamin B9 – folna kiselina...................................................28

1.2.8. Vitamin B12 – kobalamin.......................................................29

1.2.9. Vitamin H - biotin.................................................................31

2. Vitamini – nastavni aspekt...................................................................32

2.1. Predlog za dopunu nastavnog materijala....................................38

3. Zaključak .............................................................................................42

Literatura..............................................................................................44

6

UVOD

Vitamini su organska jedinjenja, raznovrsne strukture, neophodna za pravilno

funkcionisanje organizma. Naziv vitamini potiče iz 1910. godine. Tada je poljski biohemičar

Kasimir Funk iz opni pirinča izolovao jedinjenje aminske strukture, koje moţe da leči i spreči

pojavu bolesti poznate pod imenom beriberi. Prema tome, reč vitamin u prevodu znači „amin

neophodan za ţivot“ (lat. Vita – ţivot). Kasnije su pronaĎeni i mnogi drugi vitamini koji se ne

mogu svrstati u amine, ali je naziv zadrţan.

Biljke i mikroorganizmi su sposobni da sintetišu vitamine iz jednostavnih molekula,

dok čovek i ţivotinje ne mogu. Zbog toga se ova jedinjenja moraju unositi hranom. Za

normalno funkcionisanje organizma, vitamini su potrebni u minimalnim količinama, pa je

raznovrsna ishrana dovoljan izvor vitamina. Nekada čovek moţe da zadovolji potrebe za

vitaminima i unošenjem tzv. provitamina, jedinjenja koja se u organizmu pretvaraju u

vitamine.

Smanjene količine vitamina izazivaju poremećaje u organizmu, koji se zovu

hipovitaminoze. Potpuni nedostatak vitamina se naziva avitaminoza. Povećane količine

vitamina izazivaju hipervitaminozu. Ova pojava je relativno retka, a nastaje pri terapiji

vitaminima, posebno onim koji nisu rastvoreni u vodi pa se teško izlučuju.

U savremenom svetu ključne oblasti naučnog interesovanja jesu zdravlje i ishrana

ljudi. U nerazvijenim zemljama problem ishrane je direktni uzrok velike smrtnosti ljudi. U

razvijenim zemljama postoji problem nepravilne ishrane mladih u periodu odrastanja. U Srbiji

je kod 35% prekomerno gojazne dece ustanovljen metabolički sindrom. Pošto su vitamini

esencijalni mikronutritienti neophodni za normalno funkcionisanje ljudi i ţivotinja tо је razlog

da tema Vitamini naĎe svoje mesto u školskim programima.

Postojećim nastavnim planom predviĎena su 4 časa za proučavanje vitamina (2 časa

za teorijsku nastavu i 2 časa za eksperimentalni rad). Analiziran je nastavni sadrţaj koji se

proučava u četvrtom razredu gimnazije i koji je izloţen u udţbeniku : Julijana Petrovic i

Smiljana Velimirovic , Hemija za IV razred gimnazije prirodno-matematičkog smera, Zavod

za udţbenike i nastavna sredstva Beograd , 2002

7

Analizom je utvrĎeno da su nastavni sadrţaji usko stručni i da nisu na adekvatan način

povezani sa svakodnevnim ţivotom i ne ističu značaj vitamina u ishrani i njihov uticaj na

zdravlje ljudi.

Cilj ovog rada je da se na osnovu analize postojećih nastavnih planova i programa

predmeta u srednjoj školi (gimnazija), predloţi dopuna i osavremenjivanje nastavne teme

Vitamini . Pripremljene su dopune nastavnih sadrţaja koje na ilustrativan način predstavljaju

najznačajnije podatke o vitaminima , njihovom značaju u ishrani, uticaju na zdravlje i bolesti

koje mogu nastati kao posledica neadekvatnog unosa. Dopunu ćemo predstaviti u obliku

jednostavno dizajniranih šema koje će poboljšati očiglednost nastave i koje će moći da se

koriste i u slabije materjalno opremljenim školama.

1. Podela vitamina

Vitamini pored proteina, ugljenih hidrata, lipida, soli i vode nalaze se u hrani i imaju

odlučujuću ulogu na rast i odrţanje ţivota čoveka, ţivotinja i mikroorganizama.Vitamini se

nalaze u hrani u veoma malim količinama, ulaze u sastav enzima i neophodni su u regulaciji

metaboličkih procesa

Vitamini obuhvataju grupu strukturno raznorodnih jedinjenja, tako da ih nije moguće

klasifikovati prema hemijskoj strukturi, već se, prema rastvorljivosti dele u dve osnovne

grupe na:

1. Liposolubilne vitamine - vitamine rastvorne u mastima (uljima), gde spadaju

vitamini: D, A, E, K

2. Hidrosolubilne vitamine - vitamine rastvorne u vodi, gde spadaju vitamini: C, B1,

B2, B3, B5, B6, B9, B12 i H.

Opšte osobine liposolubilnih vitamina:

ne rastvaraju se u vodi, rastvaraju se u nepolarnim rastvaračima;

termostabilni su i otporni na promene pH-vrednosti;

deponuju se u organizmu, te njihov povećani unos moţe prouzrokovati

hipervitaminozu;

vitamine rastvorljive u mastima organizam ne moţe da sintetiše;

ovi vitamini se apsorbuju u tankom crevu.

8

Opšte osobine hidrosolubilnih vitamina:

rastvaraju se u vodi, ne rastvaraju se u organskim rastvaračima;

razgraĎuju se pri termičkoj obradi hrane;

ne mogu se deponovati u organizmu, njihov višak se izlučuje iz organizma

putem urina, te ne mogu prouzrokovati hipervitaminozu;

zahtevaju aktivaciju;

treba da se svakodnevno unose u sveţem obliku.

1.1. Liposolubilni vitamini

Ovi vitamini nalaze se u hrani bogatoj lipidima, kao što su jetra, mlečna mast, jaja i

ulja. Veoma teško se izlučuju mokraćom, pa se često pri vitaminskoj terapiji nagomilavaju u

organizmu, izazivajući neke neţeljene efekte. U ovu grupu spadaju vitamini A, D, E i K.

1.1.1. Vitamin A

- Struktura

Vitamin A otkriven je 1915., izolovan 1937., a sintetisan 1946. godine. Vitamin A

obuhvata nekoliko strukturno različitih vitamina od kojih su najznačajniji i najaktivniji retinol

(vitamin A1) (slika 1) i 3-dehidroretinol (vitamin A2)(slika 2).

Slika 1. Struktura trans-retinola Slika 2. Struktura 3-dehidroretinola

- Fizičke i hemijske osobine

Retinol je nezasićeni alkohol. U bočnom nizu ima četiri nezasićene veze i 8 cis-trans

izomera. Fiziološki je najaktivniji trans izomer retinola. Vitamini A su izolovani iz jetre ribe.

Stabilni su pri zagrevanju na temperaturi od 1200 do 130

0C. Vitamini A u organizmu ţivotinja

i čoveka nastaje iz svog prekursora (provitamina) β-karotena. Karotenoidi su provitamini

vitamina A, a najvaţniji je β-karoten.

Karoteni su biljni pigmenti ţute do crvene boje, kojih ima najviše u obojenom povrću:

šargarepi, paradajzu, spanaću, salati, a od voća najviše karotena ima u kajsiji. Vitamina A ima

najviše u ribljem ulju, ribi, jetri, ţumancetu, mleku i mlečnim proizvodima (slika 3).

9

Slika 3. Izvori vitamina A

- Biološki značaj

Vitamin A ima vaţnu ulogu u normalnom rastu i razvoju mladih organizama. Zato je

neophodno da se odojčadima daje u vidu AD kapi. Vaţan je za normalnu reprodukciju u

periodu laktacije. Neophodan je za procese okoštavanja i spermatogeneze. Vitamin A je vaţan

za normalno funkcionisanje vida.

- Bolesti

Hipovitaminoza vitamina A javlja se u nerazvijenim zemljama kod dece. Simptomi su

anoreksija, zastoj u rastu, osetljivost na infekcije. Nedostatak vitamina A izaziva kokošje

slepilo (nesnalaţenje čoveka u mraku), kseroftamiju (nemogućnost adaptacije u mraku), a ako

duţe potraje ovaj deficit moţe doći do keratoftalmije (oroţnjavanja epitela). Usled nedostatka

vitamina A koţa postaje suva i grupa. Apsorpcija vitamina A u tankom crevu vrši se pomoću

ţučnih kiselina. Glavni depo vitamina A je jetra.

- Dnevna potreba

Dnevna potreba za vitaminom A je 1-1,5 mg. Kod nekih bolesti, u periodu trudnoće,

dojenja, povećanog naprezanja potrebe za vitaminom A su povećane i iznose od 4-5 mg.

Količine vitamina A veće od 5 mg mogu biti toksične jer uzrokuju hipervitaminozu čiji su

sumptomi anoreksija, suva koţa sa svrabom i alopecija.

10

1.1.2. Vitamin D

- Struktura

Vitamin D je liposolubilan i otporan na zagrevanje. Za čoveka su najznačajniji oblici

vitamina D2 i D3 koji nastaju u koţi iz provitamina ergokalciferola i D3 koji nastaje iz 7-

dehidroholesterola.

Slika 4. Struktura vitamina D2 i D3

- Fizičke i hemijske osobine

Provitamin D3 poreklom iz hrane se apsorbuje u tankom crevu uz pomoć ţučnih soli.

Provitamin D3 se vezan za proteinski nosač putem krvi prvo transportuje u jetru gde se

enzimskom hidroksilacijom pretvara u 25-hidroksiholekalciferol, a potom u bubrege gde se

drugom hidroksilacijom pretvara u aktivni oblik vitamin D hormona – 1,25-

dihidroksiholekalciferol (kalcitriol).

- Biološki značaj

Vitamin D je u ljudskom organizmu (pre svega) odgovoran za metabolizam kalcijuma

i fosfora. On dovodi do njihove apsorpcije u tankom crevu i odlaganja u kostnom tkivu. Uloga

vitamina D u metabolizmu kalcijuma i fosfora se odvija u dejstvu sa hormonima kalcitoninom

i parathormonom. Pored ovoga, vitamin D je značajan u razvoju i diferencijaciji svih ćelija u

ljudskom organizmu.

Osnovni izvor vitamina D u ishrani predstavlja mleko sa dodatkom vitamina D.

TakoĎe se najviše nalazi u ribljem ulju, ribama, jetri, jajima, maslacu, kvascu i gljivama (slika

5).

11

Slika 5. Izvori vitamina D

- Bolesti

Usled nedostatka vitamina D dolazi do poremećaja struktura koštanog tkiva koja se

kod dece manifestuje kao rahitis (slika 6). Dolazi do poremećaja u metabolizmu kalcijuma i

fosfora. Kod odraslih nedovoljan unos vitamina D dovodi do omekšavanja kostiju

(osteomalacije) usled isčezavanja kalcijuma iz kostiju. Manji nedostatak vitamiona D u

ishrani moţe izazvati osteomijelitis, bolest koja se manifestuje krtošću i lomljivošću kostiju.

Slika 6. Rahitis kod dece

Prekomerni unos vitamina D ( više od 1000g) moţe dovesti do bolova u kostima,

malaksalosti, povećanju koncentracije kalcijuma u krvi i njegovom deponovanju u mekim

tkivima (bubreg).

12

- Dnevne potrebe

Postoje značajne varijacije dnevnih potreba u zavisnosti od uzrasta, izloţenosti

sunčevim zracima, godišnjeg doba... Dnevne potrebe od šestog meseca ţivota pa do 50 godina

starosti su 5g (200 IU), od 51 do 70 godina starosti iznose 10g (400 IU), a posle 70 godina

ţivota dnevne potrebe su 15g (600 IU) holekalciferola.

1.1.3. Vitamin E

- Struktura

Vitamin E predstavlja zajednički naziv za grupu od nekoliko (verovatno 8)

liposolubilnih jedinjenja iz klase alkohola. Za ljudsku populaciju je najznačajniji -tokoferol.

(slika 7)

Slika 7. Struktura -tokoferola

- Fizičke i hemijske osobine

Vitamin E se nalazi u obliku ţućkastog ulja, otpornog na dejstvo kiselina, koje je

termostabilno i nerastvorljivo u vodi. Vitamin E poseduje visoku antioksidativnu aktivnost,

usled čega on sprečava oksidaciju nezasićenih masnih kiselina u prirodnim mastima i uljima

u kojima se nalazi rastvoren.

- Biološki značaj

Vitamin E se apsorbuje iz tankog creva uz pomoć ţučnih soli. Iz crevne sluznice se u

sastavu hilomikrona i lipoproteina transportuje do jetre i (posebno) masnog tkiva gde se

skladišti u obliku kapljica.

Vitamin E predstavlja najjači prirodni liposolubilni antioksidantni agens. Posebno je značajan

za sprečavanje oksidativnog stresa kod polinezasićenih masnih kiselina u membranskim

strukturama ćelija (naročito ćelija imunskog sistema, crvenih krvnih zrnaca, motornih neurona

i mreţnjače). Antioksidantna svojstva vitamina E se pojačavaju kada se primenjuje sa

enzimima koji sadrţe selen. Kako ovi enzimi imaju, takoĎe, antioksidantno dejstvo,

13

zajednička primena omogućava smanjenje pojedinačnih doza oba preparata (moguća

protektivna uloga u prevenciji procesa ateroskleroze i usporavanju razvoja nekih oblika

demencije).

Vitaminom E su najbogatije pšenične klice, različita ulja, meso, jaja, ribe, semenke,

kikiriki (slika 8).

Slika 8. Izvori vitamina E

- Bolesti

Nedostatak vitamina E u ishrani kod muţjaka pacova dovodi do degeneracije

reproduktivnih organa, a kod gravidnih ţenki do uginuća ploda. Vitamin E je vaţan za

normalnu funkciju reproduktivnih organa i normalan razvoj ploda. Nedostatak vitamina E

moţe dovesti do pojave distrofije mišića usled povećane sinteze kolagena umesto miozina.

TakoĎe je vaţan za lep izgled i zdravlje koţe.

- Dnevne potrebe

Dnevne potrebe za vitaminom E zavise od količine nezasićenih masnih kiselina u

ishrani i kreću se od 6-11 mg -tokoferola kod dece do 15 mg -tokoferola kod starijih od 14

godina. Ipak, ima stručnjaka koji zbog snaţnog antioksidantnog svojstva preporučuju

srednjovečnim i starijim ljudima doze -tokoferola, iako kliničke prednosti još uvek nisu

dokazane (osim kod nekih poremećaja organa za varenje).Vitamin E je liposolubilni vitamin

čija toksičnost nije potvrĎena ni pri veoma velikim koncentracijama.

14

1.1.4. Vitamin K

- Struktura

Vitamin K predstavlja grupu jedinjenja koju čine liposolubilni K1 (filokinon) i K2

(menakinon), kao i hidrosolubilni K3 (menadion)(slika 9). Oni su odgovorni za koagulaciju

krvi, po čemu su i dobili zajednički naziv (vitamin koagulacije = vitamin K). Za otkriće

vitamina K je danski naučnik Henrik Dam sa Univerziteta u Kopenhagenu dobio Nobelovu

nagradu za fiziologiju i medicinu. K1 (filokinon) je najčešći oblik vitamina K koji se nalazi u

namirnicama, ali se zato K2 (menakinon) sintetiše u crevima (od strane crevnih bakterija) pa

predstavlja unutrašnji izvor vitamina K.

Vitamin K1

Vitamin K2

Vitamin K3

Slika 9. Struktura vitamina K1, K2 i K3

K1 i K2 se apsorbuju iz creva u prisustvu ţučnih soli i pankreasnih enzima zajedno sa

ostalim lipidima, dok se K3 resorbuje direktno u portalnu cirkulaciju. Iz crevne sluznice se u

sastavu hilomikrona i lipoproteina transportuju do jetre, gde se i skladište u malim

količinama.

15

- Biološki značaj

Glavna uloga vitamina K je katalizovanje sinteze pojedinih faktora koagulacije u jetri.

Vitamin K je neophodan da bi se stvorile dovoljne količine: faktora II koagulacije

(protrombin), faktora VII (SPCA), fakora IX (PTC) i faktora X (Stuart-Prower-ov faktor).

Pored ovoga, vitamin K je značajan i za metabolizam kostiju kod čoveka (formiranje

koštanog matriksa).

Vitamin K se nalazi u zelenim delovima biljaka, naročito u lisnatom povrću (salata,

kelj, kupus, spanać)(slika 10).

Slika 10. Izvori vitamina K

- Bolesti

U nedostatku vitamina K ili kod teških oboljenja jetre, usled nedostatka faktora

koagulacije dolazi do ozbiljnih krvarenja, moţe izazvati i spontana unutrašnja krvarenja.

TakoĎe moţe izazvati krvarenje desni, smanjenje koagulacije krvi, smanjenja koncentracije

protrombina, što u krajnjoj liniji dovodi do anemije.

- Dnevne potrebe

Dnevne potrebe za vitaminom K (pored unutrašnje produkcije u crevima) iznose 120

g za odrasle muškarce i 90 g za odrasle ţene, a za novoroĎenčad je potreban poseban

sistem doziranja i administracije (ne sme biti ispod 1g/kg telesne mase). Toksičnost vitamina

K nije potvrĎena ni pri veoma velikim koncentracijama.

16

1.2. Hidrosolubilni vitamini

Vitamini rastvorljivi u vodi obuhvataju vitamine tzv. B-kompleksa i vitamine C i H.

Većina vitamina B-kompleksa ulazi u sastav koenzima ili sami po sebi predstavljaju

prostetične grupe enzima. Pošto su rastvorljivi u vodi, lako se izručuju iz organizma, pa nema

opasnosti od nagomilavanja i štetnog uticaja (hipervitaminoze), ali se zato hranom moraju

svakodnevno unositi u organizam.

1.2.1. Vitamin C

- Struktura

Hemijsko ime vitamina C (slika 11) je askorbinska kiselina i po strukturi je veoma

sličan glukozi. Ipak, za razliku od ţivotinja, ljudi ne mogu sami da sintetišu vitamin C zbog

nedostatka specifičnog enzima koji glukozu pretvara u askorbinsku kiselinu.

Slika 11. Struktura vitamina C

- Fizičke i hemijske osobine

Vitamin C je nestabilna kiselina koja lako oksiduje i neotporna je na kiseonik, alkalije

i visoke temperature (značajno je imati u vidu pri pripremanju namirnica).

- Biološki značaj

Apsorpcija vitamina C je laka i odvija se u tankom crevu. Ipak, poremećaji ţeludačne

sekrecije i krvarenja mogu značajno smanjiti resorpciju vitamina C. Vitamin C se ne skladišti

u posebnim organima (poput liposolubilnih vitamina) već odreĎena količina postoji u svim

tkivima, dok se višak eliminiše mokraćom. Smatra se da u organizmu odrasle osobe ima 0,3-2

g vitamina C, što je zaliha za oko 3 meseca. Humano mleko za potrebe odojčeta sadrţi

17

dovoljne količine ovog vitamina, što nije slučaj sa kravljim mlekom gde je potrebna

suplementacija.

Vitamin C se zajedno sa vitaminom A i vitaminom E ubraja u antioksidanse jer štiti

ćelijske sisteme od štetnog delovanja slobodnih radikala. TakoĎe, vitamin C ima značajnu

ulogu u definitivnom formiranju i stabilizaciji osnovnog matriksa kostiju, hrskavica, dentina,

kolagena i vezivnog tkiva, kao i za otpornost zidova krvnih sudova. Pored toga, vitamin C je

prisutan u svim posebno metabolički aktivnim tkivima, gde ima značajne uloge u apsorpciji i

metabolizmu gvoţĎa. Organizam čoveka nije u mogućnosti da sam sintetizuje vitamin C, pa

se on mora unositi u organizam putem hrane. Najviše vitamina C ima u sveţem voću i povrću.

Vitamina C najviše ima u šipku, limunu i drugom juţnom voću. Vitamina C ima takoĎe i u

sveţem povrću : spanaću, zelenoj salati, peršunu, sveţoj paprici. Zimi su najbolji izvori

vitamina C kiseo kupus i krompir (slika 12).

Slika 12. Izvori vitamina C

- Bolesti

Prvi podaci o vitaminu C se vezuju za britanske mornare koji su uočili da na dugim

putovanjima uzimanje limunovog soka moţe sprečiti nastajanje skorbuta (slika 13), bolesti

koja se manifestuje opštom slabošću, oštećenjem krvnih kapilara, krvarenjem desni, i

slabljenjem imuniteta i apetita i koja je nastajajala zbog jednolične i nekvalitetne ishrane.

Nedostatak vitamina C dovodi do različitih poremećaja – smanjenja apetita, malaksalost,

opadanje imuniteta, smanjenje radne sposobnosti i povećanje razdraţljivosti. Javlja se anemija

i dolazi do pucanja kapilara, krvarenja desni, slabog zarastanja rana.

18

Slika 13. Bolest skorbut

- Dnevne potrebe

Dnevne potrebe za vitaminom C iznose 75 mg za ţene i 90 mg za muškarce. Potrebe

za vitaminom C se povećavaćuju kod groznica i infekcija, stresa, zarastanja rana i u periodu

rasta i razvoja organizma. Pušačima se preporučuju za 35mg veće dnevne doze.

1.2.2. Vitamin B1 – tiamin

- Struktura

Tiamin (slika 14) je stabilni hidrosolubilni vitamin, neotporan na dejstvo alkalija.

Sadrţi tiazolski prsten po čemu je i dobio ime (tiazol + vitamin = tiamin).

Slika 14. Struktura vitamina B1 – tiamina

- Biološki značaj

Tiamin se uglavnom apsorbuje u duodenumu (zbog kiselog sadrţaja). Ne skladišti se u

organizmu u većim količinama pa je neophodan stalni unos. Potrošnja tiamina u organizmu se

povećava kada se metabolišu ugljeni hidrati i smanjuje kada se metabolišu masti i

belančevine. Trudnoća, dojenje i povećanje metabolizma, takoĎe, povećavaju potrošnju

tiamina. Višak tiamina se iz organizma eliminiše mokraćom.

Osnovna uloga tiamina je metaboličkoj kontroli energetskog metabolizma. Oko 90%

od ukupne količine tiamina se nalazi u obliku tiaminpirofosfata (TPP) koji predstavlja

19

koenzim u ključnim reakcijama razgradnje glukoze i pretvaranju glukoze u masti. U

nedostatku tiamina nastaje energetski poremećaj koji se manifestuje u digestivnom traktu,

centralnom nervnom, kardiovaskularnom i mišićnom sistemu.

Slika 15. Struktura tiaminpirofosfata

- Bolesti

Nedostatak tiamina (klinička slika bolesti beri-beri)(slika 16) dovodi do poremećaja:

gastrointestinalnog sistema: poremećaji motornih i sekretornih funkcija digestivnog

trakta, anoreksija

nervnog sistema: od blago smanjene nervne aktivnosti do kompletne paralize praćene

bolovima

kardiovaskularnog sistema: postepeni razvoj srčane slabosti sa pojavom otoka donjih

ekstremiteta

koštano-mišićnog sistema: jaki bolovi u kostima i mišićima

Slika 16. Bolest beri-beri

Tiamin mogu da sintetizuju samo biljke i mikroorganizmi. Glavni izvor tiamina su

kvasac, integralne ţitarice, mekinje i crni hleb. Danas se velike količine tiamina dobijaju

mikrobiološkom sintezom.

20

Slika 17. Izvori vitamina B1

- Dnevna potreba

Kako je uloga tiamina vezana za energetski metabolizam i dnevne potrebe se definišu

prema kalorijskim potrebama. Za decu i odrasle dnevne potrebe iznose 0,3 mg/1000 kcal

dnevno, i povećavaju se u trudnoći (30%) i za vreme laktacije (50%). Dnevni unos se, takoĎe,

povećava kod pacijenata koji boluju od alkoholizma, imaju groznicu ili primaju diuretsku

terapiju. Preţivari nemaju potrebe za tiaminom jer ga njihova crevna flora sintetiŠE u

dovoljnim količinama.

1.2.3. Vitamin B2 – riboflavin

- Struktura

Riboflavin (slika 18) je relativno termostabilni i fotosenzitivni hidrosolubilni vitamin.

Sadrţi šećer ribozu i ţuto-zeleni pigment – flavin po čemu je i dobio ime (riboza + flavin =

riboflavin).

Slika 18. Struktura vitamina B2 – riboflavina

21

- Biološki značaj

Riboflavin se uglavnom apsorbuje u početnom delu tankog creva. Ne skladišti se u

organizmu u većim količinama (manje količine se skladište u jetri i bubrezima) pa je

neophodan stalni unos.

Osnovna metabolička uloga riboflavina je u kontroli energetskog metabolizma i u

procesu deaminacije preko flavoproteina (ćelijski enzimi sa riboflavinskim delom). U obliku

riboflavinskih enzima flavinmononukleotida (FMN) i flavin-adenin-dinukleotida (FAD) (slika

19) riboflavin učestvuje u ključnim reakcijama za produkciju energije i odvajanju amino

grupa sa pojedinih aminokiselina (deaminacija pri sintezi novih aminokiselina), i predstavlja

vaţan antioksidans.

Slika 19. Strukture flavinmononukleotida (FMN) i flavin-adenin-dinukleotida (FAD)

- Bolesti

Kako deficit riboflavina obično nastaje zajednički sa deficitom drugih vitamina grupe

B, to je i simptomatologija najčešće udruţena. Ipak, promene na ustima i usnoj duplji, kao i

sporo zarastanje rana, predstavljaju karakteristike parcijalnog nedostatka riboflavina. Taj

poremećaj se zove ariboflavinoza.

- Dnevne potrebe

Kako je uloga riboflavina vezana za energetski metabolizam i (pogotovo) za

metabolizam proteina dnevne potrebe se definišu u skladu sa kalorijskim potrebama. Za decu

i odrasle dnevne potrebe iznose 0,6 mg/1000 kcal dnevno (za muškarce su oko 20% veće

zbog veće telesne mase i energetskog unosa), i povećavaju se u trudnoći i za vreme laktacije.

22

Toksičnost i maksimalni dozvoljeni dnevni unos riboflavina još uvek nisu utvrĎeni.

Najbolji izvori riboflavina je mleko (koje se zbog njegove fotosenzitivnosti pakuje u

neprovidnu ambalaţu), jetra, bubrezi, ţumance, ţitarice i pivski kvasac (slika 20).

Slika 20. Izvori vitamina B2

1.2.4. Vitamin B3 – niacin

- Struktura, fizičke i hemijske osobine

Niacin se u hrani nalazi u dva oblika: niacin (nikotinska kiselina) (slika 21) i

nikotinamid, koji je hidrosolubilan, termostabilan i kada kristalizira formira beli prah.

Posebno je vaţno da se niacin u ljudskom organizmu moţe formirati iz esencijalne

aminokiseline triptofana, i to u odnosu: 60 mg triptofana stvara 1 mg niacina. Ovaj

kvantitativni odnos predstavlja niacin ekvivalent (NE).

Slika 21. Strukture nikotinske kiseline i nikotinamida

- Biološki značaj

Niacin se apsorbuje specifičnim mehanizmima iz tankog i debelog creva. Ne skladišti

se u organizmu na posebnim mestima u većim količinama pa je neophodan stalni unos.

23

Niacin formira dva oblika koenzima nikotinamid-adenin dinukleotida (NAD), koji ima

značajnu ulogu u kataboličkim procesima, i nikotinamid-adenin dinukleotid fosfata (NADP)

(slika 22), značajan za odvijanje anaboličkih reakcija. U ovim oblicima niacin, zajedno sa

riboflavinom, učestvuje u ćelijskim koenzimskim sistemima u konverziji proteina i glicerola

iz masti do glukoze i dalje razgradnje glukoze do dobijanja energije.

Slika 22. Strukture nikotinamid-adenin dinukleotida (NAD) i nikotinamid-adenin

dinukleotid fosfata (NADP)

- Bolesti

Nedostatak niacina dovodi do brojnih funkcionalnih poremećaja u organizmu (bolest

pelagra)(slika 23). Promene se naročto uočavaju na koţi (dermatitisi, tamno prebojena koţa)

i centralnom nervnom sistemu (konfuzija, apatija, dezorjentacija).

Slika 23. Bolest pelagra

- Dnevne potrebe

Uloga niacina je vezana za energetski metabolizam i metabolizam proteina pa se

dnevne potrebe definišu u skladu sa kalorijskim potrebama. Za decu i odrasle dnevne potrebe

24

iznose 6,6 mg/1000 kcal (ili 6,6 NE/1000 kcal) dnevno, i povećavaju se u trudnoći, za vreme

laktacije, fizičke aktivnosti, rasta i razvoja.

Niacin u velikim koncentracijama dovodi do širenja krvnih sudova, crvenila koţe,

gastrointestinalnih tegoba i oštećenja jetre. Meso i ţitarice predstavljaju glavne izvore niacina

u hrani (slika 24).

Slika 24. Izvori vitamina B3

1.2.5. Vitamin B5 – pantenonska kiselina

-struktura, fizičke i hemijske osobine

Pantotenska kiselina (slika 25) je bela kristalna supstanca koja je naziv dobila zbog

činjenice da je kiselina koja postoji u svim ţivim organizmima. U ljudski organizam se unosi

hranom, a značajan deo sintetišu crevne bakterije. Sa fosfornom kiselinom stvara koenzim A

(CoA).

Slika 25. Struktura vitamina B5 - pantenonske kiseline

25

- Biološki značaj

Pantotenska kiselina se apsorbuje se u tankom crevu. U obliku koenzima A (slika 26)

pantotenska kiselina je značajno prisutna u svim ćelijama ljudskog organizma. Iz organizma

se eliminiše mokraćom.

Slika 26. Struktura koenzima A

Pantotenska kiselina učestvuje u metabolizmu ugljenih hidrata i metabolizmu masti.

Pantotenska kiselina u obliku koenzima A učestvuje u pretvaranju pirogroţĎane kiseline u

acetil-CoA, kao i sukcesivnoj fragmentaciji masnih kiselina na molekule acetil-CoA.

- Bolesti

Pri nedostatku pantenonske kiseline dolazi do usporavanja rasta, gubitka telesne

teţine, oštećenja koţe i slabljenja imunološkog sistema.

- Dnevne potrebe

Iako nisu precizno utvrĎene dnevne potrebe, smatra se da se u organizmu odrasle

osobe dnevno potroši oko 5 mg pantotenske kiseline. Pantenonska kiselina je univerzalni

vitamin i široko je rasprostranjena. Za njom imaju potrebe svi organizmi. Najveće količine

pantenonske kiseline se mogu naći u kvascu, jajima i iznutricama (slika 27).

Slika 27. Izvori vitamina B5

26

1.2.6. Vitamin B6 – piridoksin

- Struktura

Piridoksin je dobio ime prema piridinskom prstenu koji predstavlja osnovu njegove

hemijske strukture. Piridoksin je hidrosolubilan, termostabilan i fotosenzitivan. U prirodi

postoji tri oblika za grupu jedinjenja sa sličnom funkcijom koja se zajednički naziva vitamin

B6 - piridoksin, piridoksal i piridoksamin (slika 28).

a) b) c)

Slika 28. Struktura vitamina B6 – a) piridoksin, b) piridoksal, c) piridoksamin

-Biološki značaj

Piridoksin se lako apsorbuje u početnom delu tankog creva. Ne skladišti se u

organizmu na posebnim mestima u većim količinama pa je neophodan stalni unos.

Osnovna metabolička uloga piridoksina je da kao koenzim piridoksal-fosfat (PLP)

(slika 29) učestvuje u energetskom metabolizmu glukoze i procesu konverzije esencijalne

masne kiseline – linoleinske kiseline u arahidonsku kiselinu.

Slika 29. Struktura piridoksal-fosfata (PLP)

Pored toga, kao koenzim piridoksal-fosfat (PLP) učestvuje u brojnim reakcijama

aminokiselina:

sinteza neurotransmitera – konverzija glutamiske kiseline u GABA-u i konverzija

triptofana u serotonin

transaminacija – prenos amino grupa pri sintezi novih aminokiselina

27

prenos sumpornih ostataka sa metionina

kontrola formiranja niacina iz triptofana

transport aminokiselina kroz ćelijske membrane

Piridoksin ima ulogu u stvaranju i oslobaĎanju antitela u imunskim ćelijama.

- Bolesti

Nedostatak piridoksina uzrokuje nastanak anemije (čak i pri visokom koncentracijama

gvoţĎa u krvi) i brojnih neuroloških poremećaja (uključujući i konvulzije).

- Dnevne potrebe

Kako je uloga piridoksina vezana za metabolizam proteina dnevne potrebe se definišu

u skladu sa unosom proteina i iznose prosečno 1,3 mg dnevno za odrasle (posle 50 godine za

muškarce 1,7 mg, a za ţene 1,5 mg dnevno), i povećavaju se u trudnoći i za vreme laktacije.

Kod dugotrajnog uzimanja velikih doza piridoksina (2-4g) javljaju se oštećenja nerava

i poremećaji koordinacije pokreta.

Vitamin B6 je vrlo rasprostranjen u prirodi. Nalazi se u kvascu, pšeničnom brašnu,

mekinjama, kukuruznom brašnu, soji, jetri, bubrezima i mesu. Mikroorganizmi crevnog trakta

takoĎe sintetizuju vitamin B6. Povrće i mlečni proizvodi sadrţe veoma malo ovog vitamina. A

relativno visok sadrţaj vitamina B6 nalazi se u grašku i bananama (slika 30).

Slika 30. Izvori vitamina B6

28

1.2.7. Vitamin B9 – folna kiselina

- Struktura

Folna kiselina (slika 33) sastoji se od pteridinskog prstena, para aminobenzoeve

kiseline i glutaminske kiseline. U zavisnosti od broja molekula glutaminske kiseline postoje

pteroil mono, di, i hepta derivati glutaminske kiseline.

Slika 33. Struktura vitamina B9 - folne kiseline

Folna kiselina se sintetizuje u listovima biljaka, ćelijama kvasca i mikroflori

probavnog trakta. Folnom kiselinom su bogati pivski kvasac, soja, lucerka, iznutrice i zeleno

povrće (slika 34).

Slika 34. Izvori vitamina B9

- Biološki značaj

Sama folna kiselina nema koenzimska svojstva. U tkivima ona se redukuje u

poloţajima 5, 6, 7 i 8 i pretvara se u tetrahidrofolnu kiselinu (THFK)(slika 35) koja ima

svojstva koenzima. Tetrahidrofolna kiselina je koenzim prenosioc C1-grupa: metil, metilen,

formil i formino grupa.

29

Slika 35. Struktura tetrahidrofolne kiseline (THFK)

U prenosu aktivno učestvuju atomi azota u poloţajima 5 i 10. Glavna uloga folne

kiseline je reakcija transformilovanja, tj. prenos ostataka formaldehida koji se vrši učešćem

vode. Kao donor formil grupa folna kiselina učestvuje u biosintezi nukleotida. Folna kiselina

je takoĎe od velikog značaja za normalan razvoj eritrocita, granulocita i trombocita.

- Bolesti

Organizam čoveka nije u stanju da sintetiše ovaj vitamin, ali je folna kiselina veoma

rasprostranjena u prirodi, pa se deficiti retko javljaju kod čoveka. Kod deficita razvija se

poremećaj imunog sistema i nastaje smanjena otpornost na virusne i bakterijske infekcije.

Znaci hipovitaminoze su akne, perut, suva kosa, slabi nokti, dijareja (proliv).

- Dnevne potrebe

Dnevne potrebe za folnom kiselinom iznose 400 g. Trudnice i porodilje treba da

dnevno unose po 600 g folata.

1.2.8. Vitamin B12 – kobalamin

- Struktura

Kobalamin (vitamin B12) (slika 36) je sloţeno kristalno jedinjenje crvene boje (visoke

molekulske mase) koje sadrţi prostetičnu grupu sa atomom kobalta koji ima koordinativne

veze, poput gvoţĎa u hemoglobinu. U organizam se unosi uglavnom hranom ţivotinjskog

porekla, mada se deo sintetiše od strane ljudskih crevnih bakterija.

30

Slika 36. Struktura vitamina B12

- Biološki značaj

Kobalamin se apsorbuje preko posebnog transportnog sistema u završnom delu tankog

creva (ileum) vezan za poseban glikoprotein (unutrašnji faktor) koji se stvara u sluznici

ţeluca. Skladišti se u nizu organa (jetra, bubreg, srce, mišići, mozak, slezina...) u malim

količinama, ali je, obzirom na malu potrošnju, ova zaliha dovoljna da zadovolji višegodišnje

potrebe organizma (3-5 godina).

Kobalamin (delujući kao koenzim) učestvuje u metabolizmu aminokiselina, te je kao

takav neophodan za rast i razvoj organizma. TakoĎe, kobalamin je neophodan i za rast i

sazrevanje eritrocita (sinteza hema u molekulu hemoglobina), pa usled njegovog nedostatka

dolazi do nastanka teške malokrvnosti (perniciozna anemija, megaloblastna anemija).

- Bolesti

Usled nedostatka kobalamina dolazi do pojave:

perniciozne anemije zbog nemogućnosti formiranja hema u molekulu hemoglobina

psihičkih poremećaja (poremećaji kognitivnih sposobnost, pogrešno prosuĎivanje...)

zbog nedostatka kobalamina potrebnog za sintezu proteinskih i lipidnih delova

mijelinskog omotača nerava.

31

- Dnevne potrebe

Dnevne potrebe za kobalaminom su male i iznose 2-3 g dnevno za odrasle. Ipak,

treba istaći da ove vrednosti mnogo zavise od funkcionalnog stanja drugih organskih

sistema (gastrointestinalni trakt).

Kobalamin se ne moţe naći u biljnoj hrani. Sintetišu ga neke gljive i tačno odreĎeni

mikroorganizmi. Znatne količine ovog vitamina dobijaju se mikrobiološkom sintezom.

Najviše ga ima u jetri, a manje u mesu, mleku i jajima (slika 37).

Slika 37. Izvori vitamina B12

1.2.9. Vitamin H – biotin

- Struktura

Biotin (slika 38) spada u sumporna jedinjenja značajna za ukupan metabolizam u

ljudskom organizmu. Protein avidin koji se nalazi u jajima (ukoliko nisu dovoljno termički

obraĎena) moţe se vezati za biotin i sprečiti njegovu apsorpciju u crevima.

Slika 38. Struktura vitamina H – biotina

- Biološka uloga

Biotin, zajedno sa acetil-CoA, učestvuje u prenosu ugljendioksida tokom različitih

metaboličkih reakcija:

32

početna faza sinteze nekih masnih kiselina

sinteza nekih aminokiselina

ugradnja ugljendioksida pri formiranju purina

- Bolesti

Iako je prirodni nedostatak biotina veoma redak (nedostatak specifičnih enzima),

nedostatak biotina nastaje (najčešće) kao posledica dugotrajne parenteralne ishrane bez

dodavanja biotina. Ipak, pojedinačni poremećaji vezani za ovu avitaminozu još uvek nisu

dovoljno poznati.

- Dnevne potrebe

Iako nisu precizno utvrĎene smatra se da dnevne potrebe za biotinom iznose 30 g.

Biotin je poznat kao factor rasta bakterija kvasca. Veoma je rasprostranjen u prirodi, i to u

biljkama, ţivotinjama i mikroorganizmima. Najbogatiji izvori biotina su iznutrice, ţumance,

ţitarice i pečurke (slika 39).

Slika 39. Izvori vitamina H

2. Vitamini – nastavni aspekt

U savremenoj školi cilj svih nastavnih predmeta treba da bude povezivanje nauke,

tehnologije i društva, odnosno svakodnevnog ţivota u nastavnom procesu. Nastava prirodnih

predmeta je posebno pozvana da kroz nju učenici razumeju korelaciju nauka i tehnologija ↔

društvo.

33

Slika 40. Povezanost prirodnih nauka i svakodnevnog ţivota

Pri sagledavanju i traţenju načina za reformu nastavnih programa i planova u

osnovnoj i srednjoj školi kod nas, trebalo bi proučiti programe iz STS (nauka, tehnologija i

društvo) projekta. Programi koji se nakon toga predloţe trebalo bi da sadrţe STS principe, ali

moraju biti prilagoĎeni potrebama i uslovima svake škole. Preliminarna istraţivanja vezana za

odreĎene nastavne sadrţaje kao što je, na primer, tema vitamini, mogu pomoći pri

odlučivanju o programima i planovima hemije, ali i drugih prirodnih nauka u reformisanoj

školi. Kako ovakvi sadrţaji mogu da doprinesu sticanju funkcionalnih hemijskih znanja,

opisano je u ovom master radu.

Učenici STS pristupom sami uviĎaju da su im za razumevanje, analizu, sintezu i

evaluaciju pojava i promena iz okruţenja neophodni naučni pojmovi iz makrosveta,

submikrosveta i hemijske simbolike. Nastava osmišljena i organizovana na ovaj način više ne

bi predstavlja samo obavezu, već i potrebu.

Ovakav pristup nastavnim sadrţajima promoviše naučni pristup, načine rada i

interpretaciju postignutih rezultata u svakoj nauci. Čini se da je originalnost ovakvog pristupa

učenju u tome što je u njegovoj primeni izbegnut rigidan stav prema nauci i uspostavljen „ţivi

odnos“ izmeĎu učenika i nauke. U svojoj svakodnevnici učenik „vidi“ hemiju i druge

prirodne nauke i razume njihov smisao i značaj što nije slučaj i u tradicionalnom pristupu.

Ovakav pristup zahteva brojne izmene u tradicionalnoj koncepciji nastave koje se najpre

34

odnose na ulogu nastavnika. On prestaje da bude samo „izvor“ znanja, već postaje i

moderator novog odnosa učenika prema prirodnim naukama.

TakoĎe, porodica ima značajnu ulogu u stvaranju novog odnosa učenika prema

prirodnim naukama, konkretno prema hemiji. Svojim iskustvom i angaţovanjem oni mogu da

pomognu u tehničkoj pripremi praktičnog rada, u obezbeĎivanju materijala, predmeta i

ilustracija iz svakodnevnog ţivota i u organizovanju vanškolskih aktivnosti (na primer,

posete muzejima sa interaktivnim sadrţajima).

Problem opremljenosti škola u skladu sa zahtevima STS projekata je moguće rešiti uz

relativno male investicije i veliko angazovanje. Naime, trebalo bi nabaviti materijale

(supstance), predmete i ilustracije iz svakodnevnog okruţenja čiji se uobičajeno pragmatični

sadrţaji izjednačavaju s naučnim pojmovima, pravilima, principima i zakonima prirodnih

nauka.

Vitamini se izučavaju u IV razredu gimnazije. Prikazan je nastavni plan za IV razred

srednje škole.

IV razred

(2 časa nedeljno, 62 časa godišnje))

Sadrţaji programa 1. Saharidi (6)

1.1. Struktura i nomenklatura.

- Podela.

1.2. Monosaharidi.

- Poluacetalni i acetalni oblici saharida.

- Dijastereoizomeri.

- Vaţniji predstavnici.

1.3. Disaharidi.

- GraĎenje glikozidne veze.

- Redukujući i neredukujući disaharidi.

1.4. Polisaharidi.

- Skrob i celuloza.

2. Lipidi. Struktura i podela (6)

35

2.1. Neutralne masti.

- Više masne kiseline.

- GraĎenje triglicerida.

- Hidroliza masti.

- Sapuni i detergenti.

2.2. Fosfogliceridi.

2.3. Steroidi.

- Holesterol i kalciferol.

- Ţučne kiseline.

- Steroidni hormoni.

3. Proteini (7)

3.1. Aminokiseline kao gradivne jedinice proteina.

- Reakcije aminokiselina.

- Osobine bočnih nizova.

- Esencijalne amino kiseline.

3.2. Struktura proteina.

- Osobina peptidne veze.

- Oligopeptidi i polipeptidi.

- Fibrilarni i globuralni proteini.

- Fizičko - hemijska svojstva proteina.

- Podela proteina.

3.3. Enzimi. Glavna svojstva i mehanizam delovanja. Uticaj različitih faktora na aktivnost enzima.

4. Nukleinske kiseline (4)

4.1. Nukleinske kiseline i njihove osnovne strukturne jedinice.

4.2. Struktura i funkcija DNA.

4.3. Struktura i funkcija RNA.

5. Alkaloidi i antibiotici (2)

6. Vitamini i hormoni (2)

6.1. Vitamini rastvorni u vodi i mastima.

36

6.2. Hormoni.

7. Biotehnologija i njene mogućnosti (2)

- Tradicionalna biotehnologija.

- Savremene biotehnologije.

- Biotehnologija budućnosti.

8. Zaštita ţivotne sredine (2)

Laboratorijske veţbe:

1. Saharidi.

1.1. Polarimetrijsko odreĎivanje koncentracije šećera. (2)

1.2. Ispitivanje rastvorljivosti glukoze i fruktoze. (2)

1.3. Ispitivanje redukujućih sposobnosti glukoze i fruktoze. (2)

- Reakcija "srebrnog ogledala".

- Reakcija sa Felingovim rastvorom.

- Nilanderova reakcija.

- Molišova reakcija.

1.4. Hidroliza saharoze. (2)

- Ispitivanje redukujućih osobina saharoze.

- Ispitivanje osobina meda.

2. Lipidi.

2.1. Ispitivanje rastvorljivosti ulja i masti. Hidroliza masti. (2)

2.2. OdreĎivanje saponifikacionog i jodnog broja masti. (2)

2.3. OdreĎivanje vode u sapunu. (2)

3. Proteini.

3.1. Ispitivanje rastvorljivosti amino kiselina u vodi i alkoholu. (2)

- Ispitivanje rastvorljivosti tirozina pri različitim pH vrednostima.

- Hemijske osobine amino kiselina. Ninhidrinska reakcija. Ksantoproteinska reakcija.

3.2. Taloţne reakcije proteina: (2)

- toplotom,

- koncentrovanim mineralnim kiselinama,

37

- solima teških metala,

- fenolom i formaldehidom,

- alkoholom,

- amonijum sulfatom,

- biuretska reakcija.

3.3. OdreĎivanje izoelektrične tačke proteina ţelatina. (2)

3.4. Faktori koji utiču na aktivnost enzima amilaze. (1)

- Temperatura.

- pH vrednost.

- Aktivatori i inhibitori.

4. Analiza mleka.

4.1. OdreĎivanje kiselosti mleka. Izolovanje masti iz mleka. (2)

4.2. Izolovanje kazeina iz mleka. (2)

4.3. Dokazivanje laktoze u mleku. (2)

5. Vitamini.

5.1. OdreĎivanje sadrţaja vitamina C. (2)

6. Alkaloidi.

6.1. Izolovanje kofeina iz čaja. (2)

7. Zaštita ţivotne sredine. (2)

7.1. OdreĎivanje hemijske potrošnje kiseonika u otpadnim vodama.

Analiziran je nastavni sadrţaj koji se proučava u četvrtom razredu gimnazije i koji je

izloţen u udţbeniku : Julijana Petrovic i Smiljana Velimirovic , Hemija za IV razred

gimnazije prirodno-matematičkog smera, Zavod za udţbenike i nastavna sredstva Beograd ,

2002.

Analizirajući nastavni sadrţaj u okviru nastavne teme vitamini, utvrĎeno je da je

količina informacija o vitaminima, biološkom značaju vitamina, predviĎen udţbenikom

veoma obiman i nije u skladu sa brojem časova koji je predviĎen za obradu ove nastavne

teme. Zastupljenost nastavne teme Vitamini i hormoni u nastavi je manja od 3 % u teorijskom

38

i 3% u eksperimentalnom delu. Zbog toga je neophodno prestruktiranje i redizajniranje ovih

nastavnih sadrţaja.

2.1. Predlog za dopunu nastavnog materijala

Predlog za dopunu je pripremljen u skladu sa pedagoško, psihološko, metodičkim

zahtevima.

U dopuni koja je prikazana u obliku ilustrovani šema saţeto su prikazane:

-strukture vitamina

-biološka uloga

-namirnice u kojima se nalaze

-bolesti koje su uzrokovane nedovoljnim unosom vitamina

-dnevne potrebe organizma za vitaminima

Ovako dizajnirane šeme su pogodne jer omogućavaju sistematično proučavanje

nastavnih sadrţaja, uštedu vremena (u odnosu na tradicionalan način nastave kreda-tabla),

mogućnost analize i uporedjivanja.

Šeme koje su dizajnirane na ovaj način su jeftine i mogu se koristiti u slabo

opremljenim školama tokom više godina. Nastavni sadrţaji predstavljeni na ovaj način su

mnogo zanimljiviji i ilustrativniji, što povoljno utiče na poboljšanje zainteresovanosti

učenika.

Ovakav pristup nastavi hemije zahteva dodatno angazovanje nastavnika u pripremi

nastavnih sadrţaja. Na ovaj način se značajno povećava očiglednost nastave, što je jedan od

glavnih nedostataka tradicionalnog načina nastave.

Koncepcija ovog master rada je postavljena tako da omogućava sticanje upotrebljivih

znanja, njihovu primenu i razvoj sposobnosti analize i zaključivanja. TakoĎe ima zadatak da

poveća nivo zdravstvenog obrazovanja i usvajanje principa zdrave ishrane.

Predloţena dopuna nastavnog sadrţaja treba da poveća interesovanje učenika za

proučavanje hemije i da na taj način omogući lakše usvajanja znanja.

39

40

41

Ovaj master rad moze posluţiti za inoviranje znanja nastavnika i u stručnom i u

metodičkom pogledu. Ovaj predlog za dopunu nastavnog sadrţaja treba da se primeni u

nastavi i da se u okviru definisanog pedagoškog eksperimenta ispita i validira njegov uticaj

pre svega na nivo usvojenog znanja u okviru nastavne teme vitamini.

Ukoliko primena dizajniranih šema pokaţe pozitivni uticaj na nivo usvojenog znanja,

posle detaljnijeg ispitivanja na brojnijim grupama, moţe se integrisati u okviru kasnijih

reformi školstva.

Ovakav pristup obradi nastvnih sadrţaja u hemiji moze biti primenjen i na druge

nastavne teme.

42

3. Zaključak

Otkriće vitamina, njihove biološke uloge u organizmu i njihovog uticaja na zdravlje

ljudi je jedno od najvećih i najznačajnijih dostignuća 20. veka. Iako su sprovedena opseţna

naučna istraţivanja u više naučnih oblasti još uvek se pojavljuju novi rezultati istraţivanja

koja upućuju na još neku novu ulogu vitamina u organizmu. Upoznavanje sa strukturama,

fizičkim i hemijskim osobinama vitamina, njihovom biološkom ulogom, namirnicamma u

kojima se nalaze i bolestima koje uzrokuju, omogućilo bi inoviranje znanja nastavnika i moţe

posluziti u dodatnoj nastavi kao model kojim se mogu predstaviti učenicima praktični aspekti

naučnih istraţivanja. Upoznavanje sa biološkim osobinama vitamina omogućilo bi

proširivanje znanja o njihovom značaju, kao mikronutritijenata koji je esencijalan za

normalno funkcionisanje ljudi i ţivotinja. TakoĎe su istaknute bolesti koje su posledica

nedostatka vitamina u ishrani, kao i njegov povoljan uticaj na različite bolesti. Ukazano je na

značaj sveţeg voća i povrća u ishrani, raznovrsnosti i uravnoteţenosti ishrane kako bi se

obezbedile dnevne potrebe organizma vitaminom. Sve to pozitivno utiče na podizanje nivoa

zdravstvenog vaspitanja. Na osnovu analize nastavnog plana i programa za IV razred

gimnazije utvrĎeno je da je zastupljenost nastavne teme Vitamini manja od 3% u teorijskom i

eksperimentalnom delu. S obzirom na to da ne postoji mogućnost povećanja broja časova za

obradu ove nastavne teme izvršili smo prestruktuiranje nastavnog sadrţaja i dizajnirali

jednostavne nastavne šeme koje su omogućile upoznavanje sa:

- strukturom i osobinama vitamina;

‚ - biološkim značajem vitamina ;

- namirnicama koje su bogate vitaminima;

- zdravstvenim problemima koje nastaju usled nedostatka vitamina;

TakoĎe omogućavaju

- podizanje nivoa zdravstvenog vaspitanja,

- povećanje očiglednosti nastave;

- inoviranje znanja nastavnika i profesora u stručnom i metodičkom pogledu;

43

- aktuelizaciju nastavnih sadrţaja i povezivanje sa realnim ţivotom;

- poboljšanje znanja iz ove nastavne teme na nivou razumevanja i povezivanja i

znanja iz hemije uopšte;

- povećanje interesovanja za izučavanje hemije u profesionalnom smislu.

Ukoliko primena dizajniranih šema pokaţe pozitivni uticaj na nivo usvojenog znanja,

posle detaljnijeg ispitivanja na brojnijim grupama, moţe se integrisati u okviru kasnijih

reformi školstva.

Ovakav pristup obradi nastavnih sadrţaja u hemiji moţe biti primenjen i na druge

nastavne teme.

44

Literatura

1. Valentina Ţivanović, Danijela Kostić, Osnovi biohemije, PMF Niš, 2008

2. Julijana Petrovic i Smiljana Velimirovic , Hemija za IV razred gimnazije

prirodno-matematičkog smera, Zavod za udţbenike i nastavna sredstva

Beograd , 2002

3. http://www.stetoskop.info

4. Pauling, Linus (1986). How to Live Longer and Feel Better, W. H. Freeman

and Company. ISBN 0-380-70289-4

5. Rivers J.M. (1987), Safety of High-level Vitamin C Ingestion, Annals of the

NYC Academy of Sciences, 498, 445-45

6. http://farmaceuti.com/

7. http://sr.wikipedia.org/sr/Vitamin

8. Banhegyi G., Braun L., Csala M., Puskas F., Mandl J. (1997). Ascorbate

metabolism and its regulation in animals, Free Radical Biology & Medicine,

23, 793-803

9. Wheeler G.L., Jones M.A., Smirnoff N. (1998). The Biosynthetic Pathway of

Vitamin C in Higher Plants, Nature, 393, 365-369

10. http://hranomdozdravlja.com/

11. http://www.doiserbia.nb.rs

12. Jasminka Korolija, Jelena Stanišić, Nastava prirodnih nauka u funkciji

povezivanja nauke, tehnologije i društva, Zbornik instituta za pedagoška

istraţivanja, (2009), 2, 461-476

13. Sara Rose, Vitamins and minerals, Octopus publishing group, London, 2009